JPS59188028A - 内燃機関の過給機 - Google Patents

内燃機関の過給機

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JPS59188028A
JPS59188028A JP4937983A JP4937983A JPS59188028A JP S59188028 A JPS59188028 A JP S59188028A JP 4937983 A JP4937983 A JP 4937983A JP 4937983 A JP4937983 A JP 4937983A JP S59188028 A JPS59188028 A JP S59188028A
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JP
Japan
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air
duct
combustion engine
engine
internal combustion
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JP4937983A
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English (en)
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Sumio Takada
高田 澄雄
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/44Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
    • F02B33/446Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs having valves for admission of atmospheric air to engine, e.g. at starting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動車等に装備される内燃機関の過給機に
関するものである。
最近、自動車に排気タービン駆動過給機が装備されてい
る。この排気タービン駆動過給機は、排気ガス路に排気
タービンを配設し、排気ガスの力を利用して排気タービ
ンを回転させ、その回転によって、工/ジ/の吸気系路
に配設されたコンプレッサを駆動して加圧し、高出力を
得るものである。と−ころが、この排気タービン駆動過
給機(以下「ターボ」と略す)は、元来が航空機や大型
、タン力等の一定の回転、一定の負荷条件において長時
間連続運転される機関に装備されていたものであり、そ
のような条件下において優れた性能を発揮スる。自動車
のエンジンのように、発進、走行。
停止の繰り返しにより回転数が著しく変化するものに装
備しても過給圧が著しく変動するため十分な効果が得ら
れない。また、ターボは、吸気系路にコンプレッサを配
設しているため、シリンダ内負圧により吸入される吸気
の抵抗が大きくなるとともに、排気路中に配設される排
気タービンによって排気抵抗が増大する。この吸気系、
排気系のマイナスは、エンジン回転が3000rPm(
時速で80〜100 km/h )以上になって始めて
ターボの効果がそのマイナスを上回わるようになるため
打ち消される。しかしながら、通常の走行ではそのよう
な高速でエンジンを回転させることはないため、マイナ
スの方が大きい。したがって、ターボが自動車エンジン
にそぐわないこと相俟ってターボの装備により、逆に、
出力低下、燃費低下を招いているのが実情である。
この発明は、通常走行時でも高速走行時でも出力および
燃費アップを実現し、しかも排気ガスの清浄化をも達成
しうる内燃機関の過給機を提供することを目的とするも
ので、エアクリーナと内燃機関との間の吸入空気通路に
配設される過給機であって、上記吸入空気通路の全体も
しくは一部を構成する2重ダクトと、この2重ダクトの
内側ダクト内に設けられ空気を低圧で内燃機関側へ送る
電動・内燃機関回転軸駆動送風機を備え、エアクリーナ
から2重ダクトを経て内燃機関へ供給される空気の供給
量が、内燃機関の回転に対して過剰のときはその過剰空
気を2重ダクトの外側ダクトからエアクリーナを経由し
て外部へ逃がし、空気の供給量が内燃機関の回転に対し
て不足するときにはその不足分の空気を内燃機関の吸引
力によって2重ダクトの外側ダクトからエアクリーナを
経由して吸引しうるようにしたことをその特徴とするも
のである。
すなわち、この発明の過給機は、これまでのターボとは
全く異なり、自動車等のバッテリや内燃機関の回転軸に
よって、2重ダクトの内側ダクト内に配設されている送
風機を駆動して低圧の空気を2重ダクトの内側ダクトを
通じて内燃機関に供給するようにし、この供給空気を内
燃機関自身のシリンダ内負圧による吸引空気に合わせる
ことにより、内燃機関に、燃料を完全燃焼させうるに足
る空気(圧力は低い)を送り込み、かつこの供給空気量
(送風機+シリンダ内負圧による送風量)が内燃(投関
の回転につり合わなくなったときに、2重ダクトの外側
ダクトからエアクリーナを経由して空気の吸排を行いつ
り合いを保つようにするも゛のである。このように、こ
の発明の過給機は、ターボとは全く異なり、シリンダ内
負圧による吸引空気だけでは燃料を完全燃焼させる空気
量に足りないという事実に鑑み、その不足分の空気を、
送風機によって低圧の空気を供給することにより補うよ
うにするものであり、それによって驚くべき効果が得ら
れるようになるのである。すなわち、この過給機の装備
前と装備後とでは、出力が大幅に異なり、また燃費も3
0〜40%異なるようになる。そのうえ、装備前には、
排気が黒煙状であったものが、装備直後には薄紫色にな
ってすぐに透明になるのであり、公害防止の点でも驚異
的な効果が得られるようになるのである。特にこのよう
な効果は、送風機で高圧の空気を送るよりも低圧の空気
を送る方が大きいのであり、ターボが過給圧を高める程
効果が向上することと対比すると著しい相違をなしてい
る。この相違は、通常内燃機、関に対する負担の差とな
って現われる。しかも、この発明の過給機は、電動機ま
だは内燃機関の回転軸により送風機を駆動するため、内
燃機関が低速回転時でも効率よく給気がなされ、従来の
ターボのように低速回転時には排気タービンの出力不足
によってコンプレッサが機能せずその羽根が反って吸気
(シリンダ内負圧による)の障害になるという現象が生
じない。すなわち、この発明の過給機は低速走行時にお
いても前記のよう々優れた効果が得られるのでありこの
点もターボと著しく相違する。さらに、この発明の過給
機は、供給空気量が内燃機関の回転につり合わなく々つ
だ時には、前記のように、2重ダクトの外側ダクトを通
して空気の吸排を行って自動的につり合いを保つため、
低速時における過剰空気現象(ノッキング等を生じる)
や高速時における空気欠乏現象(過給機装備の効果が生
じない)が全く生じず、低速から高速まで幅広い範囲で
効果を発揮しうるのである。
つぎに、この発明を一実施例にもとづいて説明する。
第1図はこの発明の過給機をディーゼルエンジン自動車
のエンジンに装備した状態の平面図、第2図はその要部
の拡大斜視図、第3図は第2図の内部構造説明図である
。これらの図において、■はディーゼルエンジン、2は
排気マニホールド、3は吸気マニホールド、4は吸気管
、5はエアクリーナである。この吸気管4は、エアクリ
ーナ5かも吸入された空気を吸気マニホールド3を介し
てエンジンlに送り込む作用をするもので、その中央部
が2重ダクト6によって構成されている。
この2重ダクト6は第3図に示すように、外側ダクト6
a内に内側ダク)6bを配設した構造になっていて中央
部が大径部6Cに形成されている。内側タリ)6bの太
径部6C′内には、自動車塔載・くツテリ(図示せず)
を電源とする電動羽根車7が、その回転軸を内側ダク)
6bの軸方向に合わせて配設されており、その回転によ
り、空気をエアクリーナ5から取り込んでエンジンlへ
極〈低圧で送るようになっている。より詳しく述べると
電動羽根車7は、第4図に示すように、円盤状薄形電動
機8とこの回転軸に取付けられた羽根車9とからなって
いてフランジ何円筒状ケーンング10内に配設されてお
り、このケーシング10に合わせて設けられた内側ダク
トの大径部6C′にそのケーシング10を位置決め固定
することにより、内側ダク)6b内に固定されている。
2重ダクト6の外側ダク) 6aは、2重ダクト6から
の供給空気量がエンジンlの回転につり合わなくなった
時の吸排気路となる。なお、上記電動羽根車7は、エン
ジンlの回転数を検出し、その回転数に応じて始動を制
御する制御器(図示していない)によって制御されてお
り、エンジン回転数700rPm近傍で始動し定速回転
(27,0Orpm )するようになっている。
この発明の過給機は、以上のように構成されており、自
動車の始動時には、制御器によって電動羽根車7が停止
状態となっていてエンジン1へはシリンダ内負圧による
空気のみが流れ、過剰空気の導入が防止される。エンジ
ン回転数が700rPmを超えると、電動羽根車7が回
転しエンジン1に、極く低圧の空気がシリンダ内負圧に
よる吸入空気に加えて送られる。このようにしてエンジ
ン1には、シリンダ内負圧による吸引空気と電動羽根車
7の送風とにより、燃料を完全燃焼させつるに足る量の
空気が供給される。回転数が70Orpmを少し超えた
ばかりのところでは、必要空気量がまだ少ないため過剰
空気現象が生じがちであるが、そのようなときには、第
5図に示すように、電動羽根車7による送風が2重ダク
ト6の外側ダク)6aから外部へ逃げる(吸気マニホー
ルド3および内側ダク)6b内に空気が充満しているた
め)ため、過剰空気による蔽害を排除しうる。そして、
回転数がそれよりも上昇すると、空気は第6図に示すよ
うに内側ダク)6bを通ってエンジンlに流れる。さら
に、回転数が上昇して2重ダクト6の内側ダクト6b系
からの送風だけでは供給空気量が不足するようになると
、エンジン1の高速回転におけるシリンダ内負圧によっ
て、空気が第7図に示すように2重ダクト6の外側ダク
)6aから吸引されるようになるため、この吸入空気に
よって空気の不足分が補充されるようになり、高速時に
おける空気欠乏現象の発生が防止されるようになる。
このように、この過給機によれば、電動羽根車7により
極く低圧の空気を、シリンダ内負圧による吸入空気に加
えて送るため、エンジン1に、燃料を完全燃焼に足るだ
けの量の空気が供給されるようになって混合気が理論空
燃比1 : 15に近<なり、それによって燃焼効率が
著しく向上し、シリンダ内に送り込まれる燃料の96チ
以上が燃焼され(通常のレシプロエンジンの場合55〜
65チ位しか燃焼していない)るようになる。その結果
、出力が大幅に向上するとともに燃料消費量が著しくよ
くなり、しかもディーゼルエンジンlの排気が極めてク
リーンになるという画期的な効果が得られるようになる
。そのうえ、電動羽根車7による空気の供給により、カ
ーボン量の減少効果が得られるようになる。特に、この
過給機は、電動機8によって電動羽根車7を回転駆動す
るため、低速でも上記のような優れた効果が得られる畦
・うになる。しかも2重ダクトの外側ダクト6aにより
、供給空気量がエンジーンlの回転につり合わなくなっ
たときには、自動的に吸排気が行われ、常に、エンジン
lに、燃料を完全燃焼させるに足るだけの量の空気が供
給されるため、電動羽根車7の回転速度をエンジンIの
回転数に応じて制御しなくても全速度域において優れた
効果が得られるようになるのである。
なお、上記の実施例は、2重ダクト6の内側ダク)6b
内に、羽根車9と電動機8の双方を配設しているが、第
8図に示すように、羽根車11だけを内側ダク)6b内
に配設してモータ12を2重ダクト6の外部に装備する
ようにしてもよい。
また、上記の実施例で社、′電動羽根車7の始動を制御
器で制御し、エンジン回転数が一定回転まで上昇したと
きに電動羽根車7を始動させ、エンジン始動時に過剰空
気が送り込まれないようにしている。しかし、この発明
の過給機は、過剰空気が2重ダクト6の外側ダクト6a
から排除されるようになっているため、電動羽根車7を
エンジンlの始動と同時に始動させるようにしてもよい
。なお、エンジン1の回転数に応じて電動羽根車7の回
転数を制御するようにすることは自由である。
さらに、上記の実施例では、この発明の過給機をディー
 ゼルエンジンlに装備しているが、ガソリンエンジン
に装備しても優れた効果が得られるのである。ただし、
この場合には、エアクリーナとキャブレターの間の吸入
空気通路に装備することが必要であり、キャブレターよ
り下流の温気通路に配設することは避ける必要がある。
また、上記の実施例では、送風機として電動羽根車7を
用いているが、これに限定されるものではない。電動機
または一内燃機関の回転軸で駆動されるものであって低
圧で空気を送りつるものならばどのようなものも用いう
るのである。
つさ゛に、電圧12V()ラックは24■)で電動羽根
車7を一定回転の270Orpmで回転駆動するように
設定したこの発明の過給機(第1図のもの)を、種々の
車に装備した実験例を示す。なお、電動羽根車7の始動
点はエンジン回転数70Orpmとした。
(以 下 余 白) 上記の表から明らかなように、どの発明の過給機の装備
により、車種を問わず、かつ全ての道路において30%
以上の燃料の節約を実現しうることがわかる。
この発明の内燃機関の過給機は、以上のように構成され
てめるため、出力、燃料消費量および排気の向上効果を
低速から高速までの全域にわたって奏しつるのである。
従来のターボが低速域ではむしろマイナス要因となるこ
とと対比すると、この発明の過給機が著しく優れている
ことがわかる。
しかも、この発明の過給機は、電動羽根車により低圧の
空気を送るものであ抄、ターボのように空気を高度に圧
縮して送るものではないため、内燃機関に大きな負担を
与えることがない。そのうえ、2重ダクトの外側ダクト
によって、供給空気量が内燃機関の回転につり合わなく
なったときには自動的に吸排気がなされてつり合いが保
たれるため、特別に電動羽根車の回転速度を内燃機関の
回転数に応じて制御する必要がないという優れた効果が
得られるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の取付状態の平面図、第2
図はその斜視図、第3図は第2図の内部構造説明図、第
4図は電動羽根車の斜視図、第5図ないし第7図は同じ
くその動作説明図、第8図は他の実施例の構成図である
。 ■・・・エンジン 3・・・吸気マニホールド 4・・
・吸気管 5・・・エアクリーナ 6・・・2重ダクト
6a・−・外側ダク)  6b・・・内側ダクト6C・
・・大径部 7・・・電動羽根車 特許出願人   高 1)澄 雄 代理人 弁理士 西 藤 征 彦 第5図 5 第6図 第7図 第B図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  エアクリーナと内燃機関との間の吸入空気通
    路に配設される過給機であって、上記吸入空気通路の全
    体もしくは一部を構成する2重ダクトと、この2重ダク
    トの内側ダクト内に設けられ空気を低圧で内燃機関側へ
    送る電動・内燃機関回転軸駆動送風機を備え、エアクリ
    ーナから2重ダクトを経て内燃機関へ供給される空気の
    供給量が、内燃機関の回転に対して過剰のときはその過
    剰空気を2重ダクトの外側ダクトからエアクリーナを経
    由して外部へ逃がし、空気の供給量が内燃機関の回転に
    対して不足するときにはその不足分の空気を内燃機関の
    吸引力によって2重ダクトの外側ダクトからエアクリー
    ナを経由して吸引しうるようにしたことを特徴とする内
    燃機関の過給機。
  2. (2)送風手段が電動羽根車である特許請求の範囲第1
    項記載の内燃機関の過給機。
  3. (3)電動羽根車が定速回転する電動羽根車であり、エ
    ンジン回転数が所定の値に達しだときにスイッチオンさ
    れ回転するようになっている特許請求の範囲第1項また
    は第2項記載の内燃機関の過給機。
JP4937983A 1983-03-22 1983-03-22 内燃機関の過給機 Pending JPS59188028A (ja)

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JP4937983A JPS59188028A (ja) 1983-03-22 1983-03-22 内燃機関の過給機

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JP4937983A JPS59188028A (ja) 1983-03-22 1983-03-22 内燃機関の過給機

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JP4937983A Pending JPS59188028A (ja) 1983-03-22 1983-03-22 内燃機関の過給機

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